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2020 年度 実施状況報告書

銀河系中心近傍1pc内での中間質量ブラックホールの探査

研究課題

研究課題/領域番号 19K03939
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

坪井 昌人  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (10202186)

研究分担者 三好 真  国立天文台, JASMINEプロジェクト, 助教 (50270450)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード銀河系中心 / 中間質量ブラックホール / 大質量生成 / 銀河系中心アーク / 銀河系中心ローブ
研究実績の概要

今年度は残念ながらALMAの科学観測がコロナウイルス禍のため中止になったので新たな観測データの取得はなかった。
銀河系中心から1pc以内の中間質量ブラックホールの探査のために。特異な構造をもった天体(今年度はIRS13E3のようなテイルを持った構造と速度が非常に大きい構造に絞った)を取得してあったALMAのデータ上で探査した。その結果、数個の候補を発見することができた。1つは昨年度公表した低温超巨星であるIRS7に似た構造であったが他のものは赤外線星の対応天体がはっきりしない天体であった。特定には追観測が必要であると考えられる。
次にすでに取得してあったALMAのデータを使って銀河系中心近傍の大質量生成を研究した。中心への落下するガスから生まれる大質量星はその質量にもよるが中間質量ブラックホールの起源の一つである可能性がある。銀河中心アークの垂直フィラメントで非常に特異な分子雲を発見した。その内部には大質量星へ進化するホットコアが並んでいた。多分子線の解析により、その成因はフィラメント-フィラメント衝突であることがわかった。
中間質量ブラックホールが銀河系中心ブラックホールにとりこまれると大爆発が起こると考えられる。電波で見える銀河系中心ローブは過去に銀河系中心で起こった大爆発現象の残骸ではないかという説もあるが、観測される構造が本当に1つの構造で銀河系中心に存在するかは証明されていなかった。今回はアーカイブデータを使って距離の指標になりうるvisial extinctionのマップと低周波数電波のマップを使用した比較研究を行なった。銀河系中心ローブの少なくとも西側の構造は高々数kpcの近距離にあることがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

銀河系中心近傍の中間質量ブラックホールの探査を行い、候補天体を1個発見して論文化まで実行した。今年度は残念ながらALMAの科学観測がコロナウイルス禍のため中止になったので新たな観測データの取得はなかった。昨年度までのデータから別の候補天体を見つけた。これは現在解析中である。また中心への落下するガスから生まれる大質量星はその質量にもよるが中間質量ブラックホールの起源の一つである可能性がある。上記のデータを使い2箇所の天体を研究したが、これらの成因はフィラメント-フィラメント衝突であることがわかった。加えてこのデータは銀河系中心の短期変動を探る理想的データでもあるのでその解析も行なった。

今後の研究の推進方策

予定通り、すでに取得したALMAののデータ、ALMAの科学観測を再開後取得できた新データおよび公開される他PIのアーカイブを用いて(原理的には3データでできるがもちろん多ければそれだけ精度が良くなる)比較研究から銀河系中心近傍の星の運動を高精度であきらかにして銀河系中心ブラックホール以外の重力源の存在を検定する。

次年度使用額が生じた理由

コロナウイルスのためにALMAでの科学観測が中止されたため、データを獲得できなかった。データの保存場所のHDDの購入を延期した。このため不足データができて論文が出版できなかった。また、該当する国際シンポジウム(2件)の開催が延期された。
科学観測は再開されたので不足データは時期は未だ未定であるが獲得できるであろうと思われる。その場合は計画通りの研究を行う。また両シンポジウムとも少なくとも開催者は22年度までに開催すると言っているので出席を予定している。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] National Radio Astronomicla Observatory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      National Radio Astronomicla Observatory
  • [雑誌論文] Cloud-cloud collision in the Galactic Center Arc2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Masato、Kitamura Yoshimi、Uehara Kenta、Miyawaki Ryosuke、Tsutsumi Takahiro、Miyazaki Atsushi、Miyoshi Makoto
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 ページ: S91~S116

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa095

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Time Variations in the Flux Density of Sgr A* at 230 GHz Detected with ALMA2020

    • 著者名/発表者名
      Iwata Yuhei、Oka Tomoharu、Tsuboi Masato、Miyoshi Makoto、Takekawa Shunya
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 892 ページ: L30~L30

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab800d

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sub-millimeter detection of a Galactic center cool star IRS7 by ALMA2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Masato、Kitamura Yoshimi、Tsutsumi Takahiro、Miyawaki Ryosuke、Miyoshi Makoto、Miyazaki Atsushi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 72 ページ: -

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa013

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] How far actually is the Galactic Center IRS 13E3 from Sagittarius A*?2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Masato、Kitamura Yoshimi、Tsutsumi Takahiro、Miyawaki Ryosuke、Miyoshi Makoto、Miyazaki Atsushi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 72 ページ: -

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa016

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Where is the western part of the Galactic Center Lobe located really?2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Masato、Tsutsumi Takahiro、Kitamura Yoshimi、Miyawaki Ryosuke、Miyazaki Atsushi、Miyoshi Makoto
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 72 ページ: -

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa077

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] The Location of the Western Part of the Galactic Center Lobe2021

    • 著者名/発表者名
      M. Tsuboi, T. Tsutsumi,Y. Kitamura, K. Uehara,R. Miyawak,A. Miyazaki, M. Miyoshi
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会2021
  • [学会発表] Cloud-Cloud Collision in the Galactic Center Arc II2020

    • 著者名/発表者名
      M. Tsuboi, Y. Kitamura, K. Uehara,R. Miyawak,T. Tsutsumi,A. Miyazaki, M. Miyoshi
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会2020

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公開日: 2021-12-27  

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